Занятие 5. Работа с KEGG ORTHOLOGY
В заданиях данного практикума проводилась работа с базой данных KEGG.
Выбор пары ортологических рядов для дальнейшей работы
Для исследования был выбран метаболизм триптофана (англ. Triptophan metabolism), представленный на Рис. 1.
На нём же розовым цветом выделена реакция с EC 2.6.1.27.
Рис. 1. Метаболизм триптофана
Схема указанной реакции (идентификатор: 2.6.1.27) представлена на Рис. 2.
Рис. 2. Схема реакции 2.6.1.27
В данной реакции в результате переноса
аминогруппы с L-Tryptophan (L-триптофан) на 2-Oxoglutarate (α-кетоглутаровую кислоту)
образуются Indolepyruvate (Индолпируват) и L-Glutamate (Глутаминовая кислота)
Данную реакцию катализирует tryptophan aminotransferase
(триптофанаминотрасфераза). Этот фермент относятся к:
- Transferases; Трансферазы
- Transferring nitrogenous groups; Переносчики групп атомов, содержащих азот
- Transaminases; Аминотрансферазы
Получение совместного множественного выравнивания
Были получены последовательности белков двух рядов:
Также были построены следующие три выравнивания: белков ряда K14265, белков ряда K00838,
совместное выравнивание белков из обоих ортологических рядов.
Построение индивидуальных выравниваний рядов необходимо для того, чтобы сравнивать с ними совместное выравнивание. Для предположения
гомологичности рядов в совместном множественном выравнивании должны встречаться вертикальные блоки,
аналогичные по числу и длине тем, что встречаются в индивидуальных выравниваниях.
Полученные выравнивания были оценены в соответствии со следующим определением:
Вертикальный блок - участок множественного выравнивания не менее чем 5 последовательностей, обладающий следующими свойствами:
не содержит гэпов;
длина - не менее 4 колонок;
первая и последняя колонки - абсолютно консервативны или абсолютно функционально консервативны;
не содержит более 3 колонок, не являющихся абсолютно консервативными или абсолютно функционально консервативными, подряд;
не может быть расширен без нарушения предыдущих свойств.
Рис. 3. Выравнивание белков ряда К14265
(jvp-файл).
Выравнивание ряда К14265 достаточно хорошее. В нем можно выделить больше 10 вертикальных блоков.
За исключением нескольких последовательностей, значительно более коротких, чем остальные.
Они будут удалены при последующей обработке.
Рис. 4. Выравнивание белков ряда К00838
(jvp-файл).
Выравнивание ряда К00838 также неплохое, поскольку в нем можно выделить около 10 вертикальных блоков.
Рис. 5. Совместное выравнивание белков ряда К14265 и ряда К00838
(fasta-файл,)
(jvp-файл).
В итоговом выравнивании двух рядов после чистки
(при проверке гомологичности была удалена 21 последовательность)
наблюдается более 15 вертикальных блоков, из них не менее 5 шириной 10 а.о. и более.
Построение филогенетического дерева
Поскольку было получено хорошее совместное выравнивание двух рядов, мы имеем право построить дерево.
Филогенетическое дерево было построено с помощью программы MEGA методом Neighbor-Joining, со 100 бутстреп-репликами.
Дерево распадается на клады, соответствующие отдельным ортологическим рядам.
Поддержка бутстрепом ветви ортологического ряда К14265 - 100.
На дереве есть тривиальная ветвь, длина которой существенно отличается от
длин прочих тривиальных ветвей,
однако значительных проблем в выравнивании данного белка обнаружено не было.
Дерево в формате nwk,
в формате pdf.
